Signal of Cosmic Strings in Cross-Correlation of 21-cm Redshift and CMB Polarization Maps
本研究探索再电离前宇宙弦尾迹在21厘米红移与B模式CMB极化图互相关中的信号，提出用匹配滤波提取非高斯特征，证实可在LCDM高斯背景中检测到张力略低于当前上限的宇宙弦信号。
2022-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on the Dark Energy from the holographic connection to the small l CMB Suppression
利用最近获得的全息宇宙二元性，我们在小l处的宇宙微波背景辐射的预测与WMAP观测之间达成了合理的定量一致，显示了全息思想的力量。我们还得到了暗能量的约束和它的行为作为红移的函数后，将其与小l CMB光谱。对于一个与红移无关的暗能量，我们的约束与超新星的结果是一致的，这再次表明了宇宙对偶性处方的正确性。我们也将我们的研究扩展到了暗能量的红移依赖性。
2005-02-16 astro-ph gr-qc hep-th
Varying-Alpha Cosmologies with Potentials
我们推广的Bekenstein-Sandvik-Barrow-Magueijo（BSBM）模型的变化的精细结构的“常数”，$α,$，包括指数或逆幂律自势的标量场$% ϕ$驱动的时间变化的$α$，并考虑在这样的模型中的动态$ϕ$。我们发现$ϕ$或$α$在物质，辐射和暗能量主导的宇宙时代的演变的解决方案。一般来说，$ϕ$的演化完全取决于自势或与物质的耦合，这取决于模型参数。所得结果具有普遍性，并适用于其它标量场演化受物质耦合和自势支配的模型。我们发现，现有的天文观测数据严格地限制了$α$在红移$z\simeq 1-3.5$和现在之间的可能演化，这导致了对势能与纯宇宙学常数的允许偏差有很强的限制.
2008-08-11 astro-ph gr-qc hep-th
Using lower-redshift, non-CMB, data to constrain the Hubble constant and other cosmological parameters
我们使用更新的哈勃参数和重子声学振荡数据，以及其他较低的红移Ia型超新星，Mg II反射测量类星体，类星体角尺寸，H II星暴星系，和阿马蒂相关的伽马射线暴数据，共同约束宇宙学参数在6个宇宙学模型。联合分析提供了独立于模型的哈勃常数$H_0=69.7\pm1.2$ $\rm{km \ s^{-1} \ Mpc^{-1}}$和当前非相对论物质密度参数$Ω_{m0}=0.295\pm0.017$的测定。这些误差条比来自普朗克TT、TE、EE+低辐射+透镜宇宙微波背景各向异性数据的平坦$Λ$ CDM模型中的相应误差条大2.2和2.3倍。基于偏差信息准则（DIC），平坦的$Λ$ CDM模型是最受青睐的，但也不排除有温和的暗能量动力学和小的空间曲率。
2022-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Redshift-space fluctuations in stochastic gravitational wave background
研究了随机引力波背景（SGWB）通过Sachs-Wolfe效应引起的红移空间涨落。红移空间涨落可以被封装在一个视线积分中，这对于研究短波长引力波在宇宙微波背景（CMB）各向异性上的印记是有用的。因此，我们从小规模的CMB各向异性测量SGWB的约束。我们的研究结果再现了约束的短波长SGWB，以前来自普朗克和BICEP/凯克阵列CMB数据与CMB玻尔兹曼数值代码。此外，我们还利用阿塔卡玛宇宙望远镜和南极望远镜的宇宙微波背景辐射测量结果，改进了这一约束条件，并将其推广到更短的波长。此外，积分为我们提供了一个精确的红移波动的脉冲星定时测量中的一对双星之间的相关性，方便地将脉冲星项的影响纳入一个小角度的相关性。我们进一步讨论了在球状星团中观测到的脉冲星对，以寻找这种小角度相关。
2022-07-21 astro-ph.CO gr-qc
JWST high redshift galaxy observations have a strong tension with Planck CMB measurements
JWST高红移星系观测预测了比标准宇宙学更高的恒星形成效率，这给$Λ$ CDM带来了新的张力。我们发现情况比预期的更糟。真实的情况是，普朗克CMB测量与JWST高红移星系观测有很强的张力。具体地说，我们尝试通过考虑包括暗物质-重子相互作用、$f(R)$引力和动力学暗能量在内的其他宇宙学模型来缓解这种紧张。在普朗克2018 CMB数据的当前宇宙学约束下，我们发现这些模型都无法解释如此大的张力。一个可能的方案，以逃避宇宙学的约束是扩展的Press-Schechter形式主义，在那里我们考虑了当地的环境对大质量星系的早期形成的影响。有趣的是，我们发现适当的高红移晕的非线性环境过密度值可以很好地解释这种张力。
2023-01-03 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Emerging spatial curvature can resolve the tension between high-redshift CMB and low-redshift distance ladder measurements of the Hubble constant
对哈勃常数的测量揭示了高红移（CMB）和低红移（距离阶梯）约束之间的紧张关系。到目前为止，无论是观测系统学还是新物理学都没有成功地解释这种张力。本文提出了一种解决哈勃常数问题的新方法。该解决方案是基于Simsilun模拟（相对论模拟宇宙的大尺度结构）与射线跟踪算法的实施。Simsilun模拟的初始条件设置为围绕$Λ$ CDM模型的扰动。然而，与标准宇宙学模型（即$Λ$ CDM模型+微扰）不同，在Simsilun模拟中，宇宙结构的相对论性和非线性演化导致出现空间曲率的现象，其中平均空间曲率从早期宇宙的空间平坦演化到稍微弯曲的现代宇宙。因此，与空间平坦的$Λ$ CDM模型相比，目前的扩张速度略快。射线追迹分析的结果表明，在初始条件符合普朗克约束的情况下，宇宙应该具有哈勃常数$H_0 = 72.5 \pm 2.1$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ .当重新运行Simsilun模拟而不施加非均匀性时，在这样的均匀模拟中推断出的哈勃常数为$H_0 = 68.1 \pm 2.0$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。因此，包括非线性相对论演化，导致出现的空间曲率可以解释为什么低红移的测量有利于更高的值相比，高红移的限制和缓解之间的紧张关系的CMB和距离阶梯测量的哈勃常数。
2018-05-30 astro-ph.CO gr-qc
Machine Learning meets the redshift evolution of the CMB Temperature
在不假设任何暗能量模型、绝热宇宙或光子数守恒的情况下，利用机器学习算法，提出了一种与模型无关的非参数重建方法，从宽红移范围$z\in \left[0,3\right]$重建宇宙微波背景（CMB）温度的红移演化.特别是，我们使用遗传算法，避免依赖于初始先验或宇宙学基准模型。通过我们的重建，我们在后期限制了新的物理学。我们提供了新的和更新的估计$β$参数的参数化$\text{T}(z)=\text{T}_0(1+z)^{1-β}$，对偶关系$η(z)$和宇宙不透明度参数$τ(z)$。此外，我们将约束的时间变化的精细结构常数$α$，这将有签名的广泛的物理现象，如CMB各向异性。总体而言，我们没有发现$1σ$区域内偏离完善的$Λ\text{CDM}$模型的证据，从而证实了其预测潜力。
2020-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on Interacting Early Dark Energy from a Modified Temperature-Redshift Relation and CMB Acoustic Scales
Shahid Rajaee Teacher Training University（沙希德·拉贾伊教师培训大学）
本研究通过修改的温度-红移关系和CMB声学尺度，对早期暗能量与辐射的相互作用进行约束，揭示了耦合强度的限制。
2026-02-10 gr-qc
Constraining the redshift evolution of the Cosmic Microwave Background black-body temperature with PLANCK data
利用{ \it Planck}卫星测量的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性数据和481个X射线选择性星系团的光谱测量红移，对宇宙绝热演化的偏差进行了约束。为了避免天线波束效应，我们将所有地图的分辨率设置为相同。我们使用CMB模板减去宇宙学信号，同时保留热Sunyaev-Zeldovich（TSZ）各向异性;接下来，我们删除每个集群周围的银河系前景排放，我们屏蔽了所有已知的点源。如果CMB黑体温度与红移的标度为$T(z)=T_0(1+z)^{1-α}$，我们将绝热演化的偏差约束为$α=-0.007\pm 0.013$，与标准宇宙学模型的温度-红移关系一致。这一结果可能会受到与CMB模板相关的潜在偏差$δα$的影响，我们将其量化为$|δα|\le 0.02$，并且与$α$的测量值具有相同的符号，但不受与使用TSZ选择簇相关的偏差的影响;它代表了迄今为止仅使用CMB数据的大爆炸模型的温度-红移关系的最佳约束，证实了以前的结果。
2015-06-06 astro-ph.CO gr-qc
Redshift and gauge choice
我们表明，一个特定的规范选择来非常接近定义一个框架，其首选的观察员看到一个无偶极CMB。在这个规范中，度规是一个依赖于所有时空坐标的比例因子和一个以无膨胀测地线类时向量场为特征的度规的乘积。这种设置方便了红移和其他距离测量的计算，并解释了为什么我们可以有一个高度各向同性的CMB，尽管大的不均匀性。
2020-05-11 astro-ph.CO gr-qc
Testing $α$-attractor quintessential inflation against CMB and low-redshift data
本文利用CMB和低红移数据检验α吸引子精粹暴胀模型，发现小尺度CMB下其拟合优于ΛCDM，大尺度下α≳2模型拟合效果相当。
2024-02-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Velocity reconstruction with the cosmic microwave background and galaxy surveys
动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）效应和动透镜效应是对宇宙微波背景（CMB）的次级贡献，它们依赖于大尺度的奇特速度场，因此携带着重要的宇宙学信息。以前的工作确定了一个很有前途的方法提取这个宇宙学的信息，使用一组二次估计的径向和横向分量的速度场。这些估计是基于统计各向异性的组件之间的互相关的CMB和示踪剂的大尺度结构，如星系红移调查。在这项工作中，我们评估的各种前景和系统的CMB和星系调查，以及在二次估计的偏见所带来的速度重建程序的挑战。要做到这一点，我们进一步发展的二次估计形式主义，并实现了一个数值代码计算适当的相关光谱的CMB的所有组件（主要/次要黑体组件和前景）和光度红移调查，与相关的红移误差，允许准确的预测。我们创建了一个模拟框架，用于生成正确相关的CMB地图和红移分仓星系数计数的实现，假设基础场是高斯的，并使用它来验证速度重建管道和评估基于地图的系统学，如掩蔽。我们强调速度重建，其中包括与偏见相关的最重大的挑战：建模误差，表征红移误差，以及我们过去的光锥上的宇宙学领域的粗粒化。尽管存在这些挑战，速度重建的前景是相当乐观的，我们使用我们的重建管道，以确认这些技术将是可行的，与近期的CMB实验和光度星系红移调查。
2021-11-22 astro-ph.CO gr-qc
Constraining inflation with future galaxy redshift surveys
随着未来的星系巡天，宇宙中大尺度结构分布的大量傅立叶模式将变得可用。这些模式是对CMB模式的补充，可以用来对早期宇宙的模型设定限制，例如暴胀。使用MCMC分析，我们比较了CMB的功率与CMB和星系巡天数据的组合，以限制暴胀过程中产生的原始波动的功率谱。我们的分析基础上的普朗克卫星和光谱红移调查的配置参数接近的欧几里得任务为例。我们首先考虑模型的慢卷通货膨胀，并表明，包括大尺度结构的数据，提高了约束的标量谱指数和它的运行上的误差条几乎减半。如果我们试图重建暴胀单场势，在表征该势的参数上也可以得到类似的结论。然后，我们研究模型的功率谱中的功能。特别是，我们认为振铃功能所产生的潜在的和振荡，如在轴子monodromy的休息。添加大尺度结构可将对特征的约束提高两倍以上。在轴子monodromy，我们表明，有小振幅和频率的动量空间中的振荡是未检测到的CMB单独，但可以测量包括星系调查的分析。
2012-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints from the CMB temperature and other common observational data-sets on variable dark energy density models
按照Jetzer等人的思路，讨论了密度标度为rho_x \propto（1+z）^m，z为红移的变暗能量模型的热力学和动力学性质，证明了这类模型导致物质和辐射的产生/破裂，从而影响宇宙中物质和辐射成分的演化.特别是，我们集中在辐射的温度红移关系，这已被约束使用最近收集的宇宙微波背景（CMB）温度测量z ~ 3。这是第一次，我们结合了一组独立的测量（超新星Ia距离模量，CMB各向异性，大尺度结构和哈勃参数的观测数据），这是通常采用约束暗能量模型的观测探测。我们发现，在不确定性，该模型是无法区分的宇宙学常数，不交换任何粒子与其他组件。无论如何，虽然温度测量和Ia超新星倾向于预测轻微衰减的模型，但如果包括CMB数据，情况正好相反。未来的观测，特别是在大红移的CMB温度的测量，将允许给出更坚实的边界上的有效状态方程参数w_eff的这种暗能量模型。
2011-07-22 astro-ph.CO gr-qc
The kinematic dipole in galaxy redshift surveys
在宇宙的和谐模型中，物质分布-如星系数或线发射强度（如中性氢的21厘米线）-应该有一个运动偶极子，因为太阳相对于CMB静止坐标系的运动。该偶极应与CMB温度中的运动偶极对齐。在未来的星系巡天中，对物质偶极方向的精确测量将成为可能，这将是对和谐模型基础的关键测试。物质偶极的振幅也是一个潜在的宇宙学探针。在考虑多普勒效应、光行差效应和其他相对论效应的情况下，推导了星系红移和强度测绘中运动偶极振幅的计算公式。物质偶极的振幅可以明显大于CMB偶极的振幅。它的红移依赖性编码信息的宇宙演化和示踪剂，我们讨论了可能的方法来确定的振幅。
2017-12-11 astro-ph.CO gr-qc
On the tension between growth rate and CMB data
我们分析了$f(z)σ_8(z)$的红移空间畸变测量与标准$Λ$ CDM（普朗克2015年和2018年）宇宙学预测之间的张力。我们考虑一个数据集，由17个数据点延伸到红移$z=1.52$和校正的Alcock-Paczynski效应。因此，计算$w$ CDM宇宙学中生长因子的演化，我们发现最佳拟合参数$w$、$Ω_m$和$σ_8$相对于普朗克2018 $Λ$ CDM参数的张力在所有边缘化置信区域中都低于$2σ$。
2020-05-07 astro-ph.CO gr-qc
CMB observations in LTB universes: Part I: Matching peak positions in the CMB spectrum
研究了球对称非均匀宇宙学模型中宇宙微波背景谱中的声峰。在光子-重子退耦时期，宇宙可以被假定为由非相对论性物质所支配，因此我们可以把辐射当作充满尘埃的宇宙中的一个试验场，用LTB解来描述。首先，我们给出了一个LTB模型，它的距离-红移关系在整个红移域上与协调$Λ$ CDM模型一致，并且在退耦之前和退耦之后，它能很好地近似于Einstein-de Sitter宇宙。我们利用伽莫夫判据确定了这个LTB宇宙的退耦时刻，并计算了声峰的位置。这样得到的结果与WMAP的数据不一致。然而，我们发现，可以通过适当修改的LTB模型，即，通过允许的距离红移关系的偏差，从协调$Λ$ CDM模型在$z>2$，目前没有观测数据的峰值位置。因此，如果我们放弃哥白尼原理，仍然有可能用不均匀性来解释宇宙明显的加速膨胀，而不必求助于暗能量。即使我们不采取这种极端的态度，它也表明，我们周围的局部各向同性不均匀性可能会严重影响宇宙密度含量的测定，除非适当考虑这种不均匀性的可能存在。
2010-06-15 astro-ph.CO gr-qc
Parameter discordance in Planck CMB and low-redshift measurements: projection in the primordial power spectrum
本文讨论了在一致性$Λ$ CDM模型假设下的普朗克宇宙学参数估计值与低红移测量值之间的不一致性。特别地，我们考虑了$Λ$ CDM模型的普朗克温度约束和Riess等的哈勃常数失配。以及普朗克观测的$S_8$的估计值与一些弱透镜巡天如Kilo Degree Survey（KiDS-450）和暗能量Survey（DES）观测值之间的不一致。这种不一致性可能来自广泛的非标准宇宙学或天体物理学过程，也可能来自某些特定的观测系统。在本文中，不考虑任何特定的天体物理过程或在背景水平上对标准模型的扩展，我们只寻求将这些关键宇宙学参数值的差异对原始功率谱（PPS）形状的影响。为了实现这一目标，我们发现PPS的形状，通过实施修改后的Richardson-Lucy算法（MRL），适合普朗克温度数据作为宇宙学的标准模型的情况下，可以接受的，但与哈勃常数与当地的测量一致，以及改善之间的一致性派生的$S_8$和$σ_8$参数估计的弱透镜调查。
2018-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Helium And the Cosmic Background Radiation
原始核合成的产物和宇宙微波背景（CMB）光子是宇宙早期演化的遗迹，它们的观测探索了宇宙学的标准模型，并为宇宙学和粒子物理学的标准模型之外的新物理学提供了窗口。在标准的热大爆炸宇宙学中，早在任何恒星形成之前，宇宙中重子质量的很大一部分（~25%）就应该是氦-4核的形式。由于目前的4 He观测仅限于恒星核合成发生的低红移区域，因此对高红移的星前4 He的观测将构成对热大爆炸宇宙学的基本测试。在复合时，在大爆炸核合成（BBN）结束很久之后，CMB上的温度各向异性谱取决于4 He丰度，通过其与电子密度的联系以及电子密度对Silk阻尼的影响。由于4 He的残余丰度对重子的普遍密度相对不敏感，但对非标准的早期宇宙膨胀率敏感，因此4 He的原始质量分数Yp提供了对BBN和CMB的标准模型的一致性的测试，并提供了对非标准物理的约束。在这里，WMAP七年的数据（补充其他CMB实验），这导致在高红移Yp的间接测定，进行比较的BBN预测和独立的，直接的观测4 He在低红移，河外HII地区。目前，由于CMB测定的原始4 He丰度（以及从H II区观测推断的氦丰度）存在很大的不确定性，BBN预测和CMB观测之间的任何差异都很小，在< 1.5 sigma的水平。
2010-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
